(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力室を有し、この圧力室の壁部をアクチュエータ動作させることで前記圧力室からインクを吐出させるアクチュエータ部を基板に接合し、
前記圧力室に対応して設けられた複数のノズル穴を有するノズルプレートを配置し、
前記ノズルプレートを、弾性部材で形成されている加圧部材により前記アクチュエータ部の頂部に対応する箇所のみを押圧することで前記ノズルプレートと前記アクチュエータ部とを接合することを特徴とするインクジェットプリントヘッド製造方法。
【請求項２】
前記ノズルプレートを配置する前に、前記基板上であって前記アクチュエータ部材を囲む位置に、枠部材を接合し、
前記ノズルプレートを前記加圧部材により前記枠部材に対応する箇所のみを押圧することで前記ノズルプレートと前記枠部材とを接合することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリントヘッド製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、インクジェットプリンタに組み込まれるインクジェットプリントヘッドのインクジェットプリントヘッド製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドとして、圧電部材に複数の溝を並べて形成し、これら複数の溝の内面に電極を形成し、複数の溝を区画する複数の壁を架橋するようにカバーを接着したインクジェットプリントヘッドが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
図９は、このようなインクジェットプリントヘッド１０を一部切り欠いて内部を示した斜視図である。図９に示すように、インクジェットプリントヘッド１０は、ベース材３０と、このベース材３０の上に積層配置された枠部材５０と、この枠部材５０上に積層配置されたノズルプレート６０とを備えている。
【０００４】
ベース材３０には、２列のアクチュエータ４０が形成されている。アクチュエータ４０は、断面台形状に形成されており、頂部４１を上に向けて配置されている。さらにアクチュエータ４０には、駆動素子４２と圧力室４３とが交互に設けられており、圧力室４３は後述するノズル６１に対応して配置されている。
【０００５】
ベース材３０には、アクチュエータ４０に沿ってインク供給穴３１とインク排出穴３２が設けられている。インク供給穴３１とインク排出穴３２は、ベース材３０の図中下方に位置するマニホールド（不図示）と連通し、圧力室４３へインクが循環供給されている。すなわち、圧力室４３には、内部にインクが満たされた状態となっている。
【０００６】
ノズルプレート６０には、複数のノズル６１が二列に形成されている。各ノズル６１は、アクチュエータ４０の作用によりインクの液滴を吐出することができる。
【０００７】
このようなインクジェットプリントヘッド１０では、アクチュエータ４０の駆動素子４２を駆動することで、圧力室４３の液を加圧し、ノズル６１から液滴が勢い良く吐出させる。
【０００８】
このようなインクジェットプリントヘッド１０は、次のようにして製造される。すなわち、ベース材３０に、アクチュエータ４０の材料となる圧電素材Ｓを接着する。次に、ダイヤモンドカッタ等により、複数の溝を形成し、圧力室４３を形成する。次に、メッキ等を用いて配線を形成し、アクチュエータ４０を形成する。次に、ベース材３０の上に枠部材５０を重ね、アクチュエータ４０を囲む位置に配置する。
【０００９】
そして、図１０に示すように、アクチュエータ４０及び枠部材５０の上に接着剤を介してノズルプレート６０を載せ、圧力室４３とノズル穴６１とは対向させるように位置合わせを行う。
【００１０】
次に、アクチュエータ４０及び枠部材５０の高さに合わせた加圧部材Ｐを用い、ノズルプレート６０を図中矢印Ｆに示すように下方に押圧する。このとき、加圧部材Ｐとして金属等の硬い材質のものを用いると、ノズルプレート６０が損傷したり、ノズルプレート接着面の微細な凹凸が影響してノズルプレートの接着不良（接着剤の過剰はみだしや浮き）が発生する虞があるため、図１０に示すようにゴム等の弾性材Ｅを用いて接着を行うことが一般的であった。なお、図１０中Ｊは金属治具を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−１８５４０号公報
【特許文献２】特表２００２−５３３２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述したインクジェットプリントヘッド製造方法では、次のような問題があった。すなわち、弾性材Ｅを用いて接着を行うと、図１２に示すように加圧時に弾性材Ｅが下に凸に膨らむとともに、アクチュエータ４０の頂部４１に当接した部分Ｅａからはみ出した部位から図１２中水平方向の力Ｑを受け、ノズルプレート６０が下方へ撓み、凹みＤが生じてしまう。
【００１３】
図１３は、このような凹みＤの最大凹み量を測定した結果を示している。このモデルの場合、平均で−０．０１９３ｍｍとなっている。
【００１４】
このような凹みＤが生じたノズルプレート６０を有するインクジェットプリントヘッドを印刷記録装置に搭載して使用すると、凹みＤにインクが溜まることがある。溜まったインクは、吐出されたインクを表面張力により吸引することがあり、インク吐出量が不足し印刷不良となる虞がある。このため、凹みＤに溜まったインクを除去するメンテナンスが必要となる。
【００１５】
このようなメンテナンスを比較的低コストであるメンテナンス機構であるワイピングブレードによるワイピングによってインクを除去しようとしても、ノズルプレート６０の凹みＤにあるインクは、ワイピングブレードがノズルプレート６０の凹凸に追従できず、インクが残ってしまうという欠点があった。一方、このような問題の無い吸引方式のメンテナンス機構はコストが高いという問題があった。
【００１６】
そこで、ノズルプレートの損傷防止や接着不良防止のために、加圧部材として弾性部材を用いる場合であっても、ノズルプレートの凹みの発生を最小限とすることが必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
圧力室を有し、この圧力室の壁部をアクチュエータ動作させることで前記圧力室からインクを吐出させるアクチュエータ部を基板に接合し、前記圧力室に対応して設けられた複数のノズル穴を有するノズルプレートを配置し、前記ノズルプレートを、弾性部材で形成されている加圧部材により前記アクチュエータ部の頂部に対応する箇所のみを押圧することで前記ノズルプレートと前記アクチュエータ部とを接合する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一実施形態に係るインクジェットプリントヘッド製造方法における押圧工程を模式的に示す説明図。
【図２】同インクジェットプリントヘッド製造方法における一工程を示す平面図。
【図３】同インクジェットプリントヘッド製造工程における一工程を示す平面図。
【図４】同インクジェットプリントヘッド製造工程における一工程を示す平面図。
【図５】同インクジェットプリントヘッド製造工程における一工程を示す平面図。
【図６】同インクジェットプリントヘッド製造工程における一工程を示す平面図。
【図７】同押圧工程における要部を模式的に示す説明図。
【図８】同押圧工程におけるノズルプレートの変形度を示すグラフ。
【図９】インクジェットプリントヘッドの一例を一部切欠して示す斜視図。
【図１０】同インクジェットプリントヘッドの製造工程における押圧工程を模式的に示す説明図。
【図１１】同押圧工程における要部を模式的に示す説明図。
【図１２】同押圧工程における要部を模式的に示す説明図。
【図１３】同押圧工程におけるノズルプレートの変形度を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、一実施形態に係るインクジェットプリントヘッド製造方法における押圧工程を模式的に示す説明図、図２〜図６は、インクジェットプリントヘッド製造工程における一工程を示す平面図である。なお、インクジェットプリントヘッド製造方法の対象となるインクジェットプリントヘッド１０は、例えば、上述した図９に示すものである。
【００２０】
図９に示すように、インクジェットプリントヘッド１０は、ベース材３０と、ベース材３０に積層配置された２列のアクチュエータ４０と、このアクチュエータ４０を取り囲む領域に配置された枠部材５０と、ベース材３０から所定距離離間して配置されたノズルプレート６０とを備えている。ベース材３０は、板状に形成されており、インク供給穴３１とインク排出穴３２が形成されている。また、ベース材３０表面には配線３３が形成されている。
【００２１】
アクチュエータ４０は、断面台形状に形成されており、頂部４１を上に向けて配置されている。アクチュエータ４０は、ＰＺＴ製の２枚の板材を互いに分極方向が逆向きになるように接着された駆動素子４２と、この駆動素子４２の相互間に設けられた圧力室４３とを備えている。すなわち、駆動素子４２と圧力室４３とが交互に設けられている。駆動素子４２はノズルプレート６０の下面に当接され、支柱状に形成されている。さらに、駆動素子４２には配線３０がそれぞれ接続されている。アクチュエータ４０は、駆動回路（不図示）から駆動素子４２に電圧を印加することで、圧力室４３を変形させることで容積を変化させ、圧力室４３の容積を内のインクを後述するノズル穴６１から吐出させる機能を有している。
【００２２】
枠部材５０は、インク供給穴３１とインク排出穴３２を取り囲む領域に配置されている。枠部材５０は、ベース材３０上にインクの流路を形成する機能を有している。
【００２３】
ノズルプレート６０は、ポリイミド材製であり、一定方向に沿って、かつ、圧力室４３に対応する位置に設けられたノズル穴６１を有している。
【００２４】
このように構成されたインクジェットプリントヘッド１０は、次のようにして製造される。すなわち、図２に示すように、ベース材３０に、アクチュエータ４０の材料となる圧電素材Ｓを接着する。次に、図３に示すように、ダイヤモンドカッタ等により、圧電素材Ｓに複数の溝を形成し、圧力室４３を形成する。次に、図４に示すように、メッキ等を用いて配線３３を形成し、アクチュエータ４０を形成する。
【００２５】
次に、図５に示すように、枠部材５０を重ね、アクチュエータ４０及びインク供給穴３１とインク排出穴３２を取り囲む領域に配置する。そして、図６に示すように、アクチュエータ４０及び枠部材５０の上に接着剤を介してノズルプレート６０を載せ、圧力室４３とノズル穴６１とは対向させるように位置合わせを行う。
【００２６】
次に、アクチュエータ４０及び枠部材５０の高さに合わせた加圧部材Ｐを用い、ノズルプレート６０を図中矢印Ｆに示すように下方に押圧する。加圧部材Ｐは、金属治具Ｊとこの金属治具Ｊの下面に取り付けられた弾性部材Ｗとを備えている。弾性部材Ｗとしては、図１に示すようにアクチュエータ４０の頂部４１に対応する箇所のみを押圧する突部Ｗａを有するものを用いる。
【００２７】
図７に示すように、加圧部材Ｐの弾性部材Ｗは、突部Ｗａにより、ノズルプレート６０のアクチュエータ４０の頂部４１に対応する箇所のみを押圧する。これにより、弾性部材Ｗが下に凸に膨らんでも、ノズルプレート６０の中央部に当接することが無い。また、突部Ｗａが潰れて水平方向にはみ出した場合であっても、その量が少なく、ノズルプレート６０を水平方向に押圧する力は少ない。このため、ノズルプレート６０に生ずる凹みＤの凹み量を小さくすることができる。
【００２８】
例えば、図８に示すように、上述したケースと同じ条件で、凹みＤの最大凹み量の平均値を−０．００３２ｍｍとすることができ、前述した加圧部材Ｐを用いた場合に比べて大幅に凹み量を少なくすることができる。
【００２９】
また、突部Ｗａの幅は、アクチュエータ４０の頂部４１の幅よりも僅かに広く形成することで、加圧力を十分にノズルプレート６０に与えつつ、凹み量を最小限にすることが可能となることが実験的に得られた。
【００３０】
なお、上述した説明では、アクチュエータ４０の頂部４１のみを押圧する突部Ｗａについて説明したが、図１に示すように、枠部材５０に対応する箇所を押圧するような押圧部Ｗｂを設けた場合であっても同様の効果を得ることができる。
【００３１】
このように構成されたインクジェットプリントヘッド１０は、次のようにしてインクの吐出を行う。すなわち、インク循環供給システムからインク供給穴３１を介して枠部材５０内部にインクが供給される。インクは圧力室４３を通り、インク排出穴３２から排出され、インク循環供給システムに戻される。このように連続してインクが供給されているため、圧力室４３内にはインクが満たされることとなる。
【００３２】
次に、駆動回路から配線３３を介して駆動素子４２にパルス電圧を印加する。これにより移動素子４２が変形し、圧力室４３の容積が小さくなる。これにより、インクがノズル穴６１より吐出される。
【００３３】
ノズルプレート６０に凹みＤが生じていても、上述したようにその凹み量を小さくすることができるので、凹みＤにインクがほとんど溜まることが無い。このため、ノズル穴６１から吐出されたインクが凹みＤに溜まったインクに吸引されることがなく、吐出量不足を防止し、印刷不良を防止することができる。
【００３４】
さらに、ワイピングブレードによるワイピングによってインクを除去する際、ノズルプレート６０が十分な平坦度を有しているため、ワイピングブレードがノズルプレート６０の凹凸に追従できる。したがって、インクを十分に除去することができ、高コストの吸引方式のメンテナンス機構を用いる必要が無い。
【００３５】
このように、本実施の形態に係るインクジェットプリントヘッド製造方法によれば、ノズルプレート６０とアクチュエータ４０との接合を行う際に、アクチュエータ４０の頂部４１に対応する箇所のみを押圧することで、ノズルプレート６０に凹みＤが発生することを最小限に抑えることができ、低コストのメンテナンス機構を用いた場合であっても、吐出量不足による印刷不良を防止することができる。
【００３６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３７】
１０…インクジェットプリントヘッド、３０…ベース材（基板）、３１…インク供給穴、３２…インク排出穴、４０…アクチュエータ、４１…頂部、４２…駆動素子、４３…圧力室、５０…枠部材、６０…ノズルプレート、６１…ノズル穴。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005455236.tif 000008
【図８】
0005455236.tif 000009
【図９】
0005455236.tif 000010
【図１０】
0005455236.tif 000011
【図１１】
0005455236.tif 000012
【図１２】
0005455236.tif 000013
【図１３】
0005455236.tif 000014